PL208399B1

PL208399B1 - A system and a method of automatically sorting objects

Info

Publication number: PL208399B1
Application number: PL375164A
Authority: PL
Inventors: Niels Hald Pedersen; Jesper Cramer; Anders Evald
Original assignee: Force Technology
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2011-04-29
Also published as: AU2003300069A1; EP1554060B1; US20060115037A1; AU2003300069A8; ATE346698T1; CA2501051A1; ES2276103T3; EP1554060A1; DE60310118T2; DE60310118D1; WO2004033117A1; PL375164A1

Abstract

This system relates to a system ( and a corresponding method ) of automatically sorting objects, wherein said system comprises a conveyor mechanism configured for conveying an object to a sorter device; a sensor device arranged such that the objects conveyed are caused to be located essentially within a predetermined reading space; and a calculator unit configured for receiving an electrical sensor signal representative of measurement data from said sensor device and configured for generating and emitting a control signal to said sorter device configured for sorting conveyed objects in response to/on the basis of said control signal, wherein said sensor signal is configured for detecting gamma radiation emitted from a conveyed object when exposed to a neutron flux with a given energy distribution, and configured for providing said sensor signal on the basis of said detection; and wherein said control signal is generated on the basis of said sensor signal. Hereby expedient and reliable automated sorting of objects is provided, wherein the frequency of erroneous sorting is dramatically reduced, the system using another and more reliable analysis method than was previously used. Moreover, the number of sorting errors is reduced to a level that is sufficient for complying with the requirements made with respect to the environment.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ i sposób automatycznego sortowania przedmiotów.The present invention relates to a system and method for automatically sorting items.

Często pożądana jest możliwość sortowania przedmiotów na podstawie przypisanej każdemu z nich klasy ze zbioru klas. Czasami ilość moż liwych klas jest ograniczona jedynie do kilku klas takich jak „metaliczny i „nie-metaliczny, na przykład, kiedy mają być sortowane odpady problematyczne dla środowiska. W takim przypadku koniecznym jest posiadanie możliwości określania wspólnych cech dla każdego sortowanego przedmiotu należącego do konkretnej klasy, przy czym te cechy przyporządkowują przedmiot do danej klasy pomimo możliwych różnic w obrębie każdej klasy.Often, it is desirable to be able to sort items based on their assigned class in the class set. Sometimes the number of possible classes is limited to only a few classes such as "metallic and" non-metallic, for example when environmentally problematic waste is to be sorted. In such a case, it is necessary to be able to identify common features for each sorted item belonging to a particular class, these features associating the item with a given class despite possible differences within each class.

Sortowanie przepływów materiału jest niezwykle ważne w ogromnej liczbie procesów produkcyjnych, a także będzie grało coraz ważniejszą rolę przy określeniu społecznie istotnej ekonomii materiałów. Sortowanie może służyć, na przykład, minimalizowaniu czy eliminowaniu obecności szkodliwych substancji w dających się ponownie wprowadzić do obiegu przepływach odpadów. Sortowanie może również być stosowane w połączeniu z monitorowaniem na bieżąco przepływów wychodzących z zakł adów, które obrabiają domowe odpady czy odpady szczególnych rodzajów, przy czym istnieje potrzeba badania produktu odpadowego, na przykład, ścieków z zakładów spalania, pod kątem wartości progowych wielu pierwiastków dla oceny czy nadają się do ponownego wprowadzenia do obiegu czy do składowania w możliwie niekosztowny sposób.Sorting material flows is extremely important in a huge number of manufacturing processes, and will also play an increasingly important role in determining the socially relevant economy of materials. Sorting can serve, for example, to minimize or eliminate the presence of harmful substances in recyclable waste flows. Sorting can also be used in conjunction with the on-going monitoring of flows from facilities that treat domestic waste or specific types of waste, where there is a need to test a waste product, e.g. waste water from incineration plants, for multi-element thresholds for evaluation whether they are suitable for recycling or for storage in the most cost-effective way possible.

Sortowanie może również służyć zapewnieniu minimalnej koncentracji pożądanego składnika w połączeniu z ponownym wprowadzaniem do obiegu.Sorting can also serve to ensure a minimum concentration of the desired ingredient in combination with recirculation.

Oddzielanie materiałów w przypadku ręcznego sortowania jest zawsze obarczone dużym błędem w przypadku przepływów materiału, w których widoczne cechy przedmiotów są bardzo podobne, a ponadto ten rodzaj sortowania wymaga znacznych zasobów, na przykł ad, w przypadku zadań do ręcznego wykonania. Jeśli chodzi o sortowanie odpadów, w którym prawidłowe przyporządkowanie do odpowiedniej kategorii odpadów jest najważniejsze, przed wszystkim ze względu na wymagania środowiskowe, niepożądane jest ręczne sortowanie z wysokim ryzykiem błędów.The separation of materials in the case of manual sorting is always highly error-prone in material flows where the apparent features of the items are very similar, and this sort of sorting requires considerable resources, for example, in the case of manual tasks. When it comes to sorting waste, where the correct assignment to the appropriate waste category is the most important, above all due to environmental requirements, manual sorting with a high risk of errors is undesirable.

Sortowanie, na przykład, ciśnieniowo-impregnowanego drewna od nie-impregnowanego drewna nie jest prostą sprawą, ponieważ niezwykle trudno jest odróżnić te dwa rodzaje, w szczególności, ze względu na wiek drewna i/lub gdy powierzchnia drewna jest pokryta.Sorting, for example, pressure-impregnated wood from non-impregnated wood is not a simple matter as it is extremely difficult to distinguish the two types, in particular due to the age of the wood and / or when the wood surface is coated.

Zwykle, występują dwa typy odpadów drewna, których odróżnienie jest istotne:Typically, there are two types of wood waste that are important to distinguish:

• drewno impregnowane ciś nieniowo: zwykle jest ono tymczasowo skł adowane, ponieważ w szerokim zakresie zawiera duż e iloś ci metali ciężkich, takich jak miedź , chrom, arsen i bor. Obecnie nie ma środowiskowo akceptowalnych i ekonomicznych sposobów jego obróbki, • drewno nie impregnowane ciśnieniowo: z tym można sobie poradzić poprzez spopielenie.• pressure-impregnated wood: it is usually temporarily stored as it contains a wide range of heavy metals such as copper, chromium, arsenic and boron. Currently, there are no environmentally acceptable and economical methods of treating it, • non-pressure impregnated wood: this can be dealt with by incineration.

Zgodnie z badaniami (Iben V. Kristfensen: Identifikation og sortering af affaldstrae vha. Farvereaktion (Identyfikacja i sortowanie odpadów drewna poprzez przemianę koloru), Workshop i Affaldsstrategier for impraegneret trae (Seminarium na temat strategii odpadów impregnowanego drewna Boras 2001-11-14) około 60% odpadów nieimpregnowanego drewna było w procesie ręcznego sortowania błędnie rozpoznanych jako drewno impregnowane. Odpowiednio, około 16% odpadów drewna impregnowanego było błędnie rozpoznanych jako drewno nieimpregnowane.According to research (Iben V. Kristfensen: Identifikation og sortering af affaldstrae vha. Farvereaktion (Identification and sorting of wood waste by color change), Workshop and Affaldsstrategier for impraegneret trae (Seminar on impregnated wood waste strategy Boras 2001-11-14) about 60% of the untreated wood waste was mistakenly identified as impregnated wood by the manual sorting process. Correspondingly, about 16% of the impregnated wood waste was mistakenly identified as non-impregnated wood.

Ten wysoki procent błędów środowiskowych nie do zaakceptowania, w szczególności w świetle tego, że oczekuje się wielokrotnego zwiększenia ilości odpadów drewna impregnowanego w najbliższych kilku latach. Jak wspomniano, drewno impregnowane ciśnieniowo zawiera metale ciężkie takie jak miedź, chrom, arsen i bor, które są nieakceptowanymi substancjami zanieczyszczającymi.This high percentage of environmental errors is unacceptable, particularly in view of the fact that the amount of impregnated wood waste is expected to increase many times over the next few years. As mentioned pressure impregnated wood contains heavy metals such as copper, chromium, arsenic and boron, which are unacceptable contaminants.

Sposoby chemicznej analizy ilości metali ciężkich obecnych w danym przedmiocie są znane. Jednakże, nie jest wygodnym stosowanie takiego sposobu, na przykład w sortowaniu przedmiotów odpadowych, ponieważ ilość odpadów drewna jest zwiększona i taka analiza jest zarówno czasochłonna jak i ekonomicznie niekorzystna.Methods for the chemical analysis of the amount of heavy metals present in an object are known. However, it is not convenient to use such a method, for example in sorting waste objects, because the amount of wood waste is increased and such analysis is both time consuming and economically disadvantageous.

Dlatego jest korzystnym zapewnienie układu, za pomocą którego przedmioty mogłyby być sortowane w prosty, niezawodny, praktyczny i racjonalny sposób.It is therefore advantageous to provide an arrangement whereby items can be sorted in a simple, reliable, practical and rational manner.

Ujawnienie opisu patentowego US Nr 4,830,193 dotyczy sortowania grud minerałów złotonośnych za pomocą neutronowej analizy aktywacyjnej, w której promieniowanie gamma i napromieniowanie neutronowe pojawiają się w różnym czasie. Bardziej szczegółowo, grudy minerałów są sortowane do dwóch grup w zależności od rozmiaru i są napromieniane, po czym natężenie promieni gamma, mających energię 297 KeV, jest następnie mierzone i albo akceptowane bądź odrzucone w odniesieniu do zmierzonego natężenia przy 297 KeV.The disclosure of US Patent No. 4,830,193 relates to the sorting of gold-bearing lumps by neutron activation analysis in which gamma radiation and neutron irradiation occur at different times. More specifically, the lumps of minerals are sorted into two groups based on size and are irradiated, whereupon the intensity of gamma rays having an energy of 297 KeV is then measured and either accepted or rejected with respect to the measured intensity at 297 KeV.

PL 208 399 B1PL 208 399 B1

Opis patentowy Nr GB 2 055 465 również dotyczy określania zawartości złota w materiale poprzez użycie neutronowej analizy aktywacyjnej, w której materiał jest napromieniany neutronami i w której natężenie promieni gamma mających energię 279 KeV (prawdopodobnie 297 KeV było zamierzone) było następnie określane dla uzyskania akceptacji czy odrzucenia.GB 2 055 465 also relates to the determination of the gold content of a material by using neutron activation analysis, in which the material is irradiated with neutrons and in which the intensity of gamma rays having an energy of 279 KeV (probably 297 KeV was intended) was then determined for acceptance or rejection. .

Opis patentowy Nr EP 0 059 033 dotyczy sortowania rudy, w którym ruda jest bombardowana neutronami za pomocą wielu jednostek napromieniowujących dla utworzenia izotopów. Promieniowanie gamma jest wykrywane - emitowane za pomocą izotopów pierwiastków takich jak złoto - za pomocą wielu detektorów, tym samym umożliwiając identyfikację izotopów. Zwykle wymaga się, by wszystkie cząstki rudy były wystawione na co najmniej zasadniczo taką samą ilość napromieniowania.EP 0 059 033 relates to ore sorting in which the ore is bombarded with neutrons using a plurality of irradiation units to form isotopes. Gamma radiation is detected - emitted by isotopes of elements such as gold - by multiple detectors, thus enabling the identification of the isotopes. Typically, all ore particles are required to be exposed to at least substantially the same amount of irradiation.

Znana jest także technologia pomiarowa nazwana Analizą Aktywacyjną Natychmiastowego Promieniowania Gamma Neutronowego (Prompt Gamma Neutron Activation Analiza (PGNAA)).There is also a known measurement technology called Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA).

Poprzez PGNAA przedmiot jest napromieniowany neutronami o względnie niskiej energii (tak zwane neutrony termiczne) z odpowiedniego źródła, tym samym jądra pierwiastków stają się niestabilne i natychmiast spadają do stanu zmniejszonej energii emitując promieniowanie gamma o charakterystycznej energii.Through PGNAA, the object is irradiated with relatively low-energy neutrons (so-called thermal neutrons) from a suitable source, thus the nuclei of the elements become unstable and immediately fall to a reduced energy state emitting gamma radiation with a characteristic energy.

Bardziej szczegółowo, reakcja pomiędzy jądrem atomowym a neutronem termicznym jest oznaczona jako wychwytywanie neutronowe i skutkuje zmianą ciężaru atomowego jądra odpowiednio do masy neutronu. Ten proces będzie pozostawiał jądro w stanie wzbudzenia/podwyższonej energii, z którego ono natychmiast spada emitując promieniowanie gamma charakterystyczne dla tych jąder. To promieniowanie gamma jest oznaczone jako „natychmiastowe promieniowanie gamma jako, że jest ono natychmiastowo emitowane.More specifically, the reaction between an atomic nucleus and a thermal neutron is labeled neutron capture and results in a change in the atomic weight of the nucleus according to the mass of the neutron. This process will leave the nucleus in an excited / energized state from which it immediately falls, emitting the gamma rays characteristic of these nuclei. This gamma radiation is labeled "instant gamma radiation as it is immediately emitted."

Zarówno neutrony, jak i powstające promieniowanie gamma są bardzo przenikliwe i w związku z tym nawet przedmioty o dużych masach mogą być zawsze analizowane sposobem bezkontaktowym.Both neutrons and the resulting gamma radiation are very penetrating and therefore even objects with large masses can always be analyzed in a non-contact manner.

Sposób Analizy Aktywacyjnej Natychmiastowego Promieniowania Gamma Neutronowego (PGNAA) jest oparty na fakcie, że wszystkie pierwiastki mogą oddziaływać z neutronami niskoenergetycznymi, tak zwanymi „neutronami termicznymi.The Instant Gamma Neutron Radiation Activation Analysis (PGNAA) method is based on the fact that all elements can interact with low-energy neutrons, so-called "thermal neutrons."

Różne pierwiastki mają bardzo różne zdolności kiedy idzie o oddziaływanie z neutronami termicznymi. Ta zdolność jest oznaczona poprzez wartość typowo oznaczającą przekrój czynny oddziaływania, który zmienia się pod wpływem więcej niż 11 czynników wartości przez układ okresowy pierwiastków bez widocznej systematyki.Different elements have very different capabilities when it comes to interacting with thermal neutrons. This capability is denoted by a value typically denoting a cross section of an interaction that varies under the influence of more than 11 value factors across the periodic table of the elements without any apparent systematics.

Niezależnie od przekroju czynnego oddziaływania, czułość na PGNAA danego pierwiastka zmienia się, z jednej strony, wraz z ilością i rodzajem emitowanego promieniowania gamma i, z drugiej strony, wraz z naturą układu wykrywania.Regardless of the cross-section of the interaction, the sensitivity to PGNAA of a given element changes, on the one hand, with the amount and type of gamma radiation emitted and, on the other hand, with the nature of the detection system.

Ta technika analizy jest dobrze dopasowana do wykrywania przedmiotów obrabianych, które nie dają się dobrze wizualnie rozróżnić, takich, jak drewno ciśnieniowo impregnowane jako, że jest możliwe, z jednej strony, wykonanie pomiaru przedmiotów o dużej objętości takich, jak słupy i maszty względnie nie posiadające warstw powierzchniowych takich, jak farba, a z drugiej strony, w których pierwiastki takie, jak miedź, chrom, arsen i bor mają tak duże przekroje czynne oddziaływania, że określenie ich koncentracji wydaje się być możliwym.This analysis technique is well suited for detecting workpieces that are visually indistinguishable, such as pressure-impregnated wood as it is possible, on the one hand, to measure bulky items, such as poles and masts, or having relatively no surface layers, such as paint, and on the other hand, in which the elements copper, chromium, arsenic and boron have such large cross sections of interaction that it seems possible to determine their concentration.

Obecnie, praktyczne zastosowanie PGNAA jest ograniczone do oceny własności węgla w elektrowniach, rudy w przemyśle górniczym i mieszanin surowców w piecach cementowych i tym podobnych.At present, the practical application of PGNAA is limited to the evaluation of the properties of coal in power plants, ore in the mining industry, and raw material mixtures in cement kilns and the like.

Celem wynalazku jest dostarczenie układu, który jest zdolny do wydajnego, niezawodnego i niekosztownego klasyfikowania przedmiotów, w celu ich sortowania, na podstawie specyficznego kryterium, za pomocą bezkontaktowego i praktycznego układu czujnikowego.The object of the invention is to provide a system that is capable of classifying items efficiently, reliably and inexpensively, in order to sort them, on the basis of a specific criterion, by means of a non-contact and practical sensor system.

Układ automatycznego sortowania przedmiotów, według wynalazku, który zawiera mechanizm przenośnika, podający co najmniej jeden przedmiot do urządzenia sortującego, oraz urządzenie czujnikowe mające usytuowanie, przy którym przenoszone przez mechanizm przenośnika przedmioty są umieszczone w obrębie przestrzeni pomiarowej, przy czym z urządzeniem czujnikowym i z urządzeniem sortującym jest połączony zespół klasyfikujący odbierający elektryczny sygnał z urządzenia czujnikowego oraz emitujący sygnał sterujący do urządzenia sortującego dla sortowania przenoszonych przedmiotów, charakteryzuje się tym, że urządzenie czujnikowe, którego działanie jest oparte na Analizie Aktywacyjnej Natychmiastowego Promieniowania Gamma-Neutronowego (PGNAA), zawiera źródło emitowania neutronów i spowalniacz emitowanych neutronów otaczający źródło neutronów i przestrzeń pomiarową, oraz usytuowany w przestrzeni pomiarowej detektor do wykrywania promie4An automatic item sorting system according to the invention, which comprises a conveyor mechanism for feeding at least one item to the sorting device, and a sensor device having a positioning whereby items conveyed by the conveyor mechanism are disposed within the measuring space, with the sensor device and the sorting device is a combined classification unit receiving an electrical signal from the sensor device and emitting a control signal to the sorting device for sorting the transported objects, characterized in that the sensor device, the operation of which is based on the Instant Gamma-Neutron Radiation Activation Analysis (PGNAA), includes a neutron emitting source and a decelerator of emitted neutrons surrounding the neutron source and the measurement space, and a detector located in the measurement space for detecting the ray4

PL 208 399 B1 niowania gamma emitowanego przez przedmiot pod działaniem strumienia neutronów o danej energii dystrybucji, oraz do generowania elektrycznego sygnału na podstawie wykrytego promieniowania przedmiotu, przy czym sygnał stanowi podstawę dla generowanego sygnału sterującego.The gamma radiation emitted by the object under the action of a neutron flux of a given distribution energy, and for generating an electrical signal based on the detected radiation of the object, the signal being the basis for the generated control signal.

Urządzenie czujnikowe zawiera usytuowany pomiędzy źródłem neutronów i przestrzenią pomiarową i/lub pomiędzy detektorem i przestrzenią pomiarową, ekran promieniowania gamma i/lub przesłonę neutronów.The sensor device comprises a gamma shield and / or a neutron diaphragm located between the neutron source and the measurement space and / or between the detector and the measurement space.

Urządzenie czujnikowe zawiera ekran promieniowania gamma mający usytuowanie wokół źródła neutronów, przy którym bezpośrednie promieniowanie gamma ze źródła neutronów do detektora jest minimalne.The sensor device includes a gamma ray shield arranged around the neutron source whereby direct gamma radiation from the neutron source to the detector is minimal.

Układ stanowi układ do sortowania odpadów płynnych.The system is a system for sorting liquid waste.

Układ jest układem bezkontaktowego wykrywania przedmiotu.The system is a non-contact object detection system.

Podstawę dla oszacowania ilości materiału próbki w przestrzeni pomiarowej stanowi promieniowanie gamma pierwiastka z grupy zawierającej wodór, aluminium, krzem i żelazo, obecnego w materiale próbki w znanej koncentracji.The basis for estimating the amount of sample material in the measurement space is the gamma radiation of an element from the group consisting of hydrogen, aluminum, silicon and iron, present in the sample material in a known concentration.

Pierwotnie w urządzeniu czujnikowym spowalniaczem jest materiał węglowy.Originally the decelerator in the sensor device is carbon material.

Zespół klasyfikujący zawiera elementy do obliczania współczynników wagowych wielu sum wagowych ustalonych za pomocą wielowymiarowej analizy danych, kalibracji czy metody iteracyjnej, przy czym ulepszony zestaw współczynników wagowych stanowi wynik oczyszczania przyrostowego, a ponadto ukł ad jest dostosowany do otrzymywania pomiarów przedmiotów o znanej klasyfikacji.The classifier comprises means for computing the weighting factors of a plurality of weight sums determined by a multivariate data analysis, calibration or iterative method, the improved set of weighting factors being the result of an incremental purification, and further the system is adapted to obtain measurements of items of known classification.

Podstawę dla sygnału sterującego jednostki klasyfikującej stanowią sygnały zawierające współczynniki wagowe i czujnikowy sygnał.The basis for the control signal of the classifying unit are weighting signals and a sensor signal.

Analiza grupowania stanowi etap w automatycznym generowaniu propozycji do kategoryzowania przedmiotów próbek na podstawie wzorów w danych pomiarowych odpowiadających tym przedmiotom.Clustering analysis is the step in automatically generating proposals to categorize sample items based on the patterns in the measurement data corresponding to those items.

Elektryczny czujnikowy sygnał zawiera widmo promieniowania gamma reprezentujące zarejestrowane natężenie promieniowania gamma w danym zakresie fotonów/energii.The electrical sensing signal comprises a gamma ray spectrum representing the recorded gamma ray intensity over a given photon / energy range.

Podstawę dla sygnału sterującego stanowi różnica pomiędzy czujnikowym sygnałem i wcześniej określonym widmem odniesienia uzyskanym z pustej przestrzeni pomiarowej, przy czym sygnał sterujący jest przechowywany w jednostce pamięci.The basis for the control signal is the difference between the sensor signal and a predetermined reference spectrum obtained from a measurement void, the control signal being stored in a memory unit.

Sposób automatycznego sortowania przedmiotów, według wynalazku, w którym przed podaniem co najmniej jednego przedmiotu do urządzenia sortującego, umieszcza się przedmioty w obszarze początkowo określonej przestrzeni pomiarowej urządzenia czujnikowego, po czym wysyła się z urządzenia czujnikowego elektryczny sygnał zwierający dane pomiarowe, który odbiera się w zespole klasyfikującym, a następnie generuje się i emituje sygnał sterujący do urządzenia sortującego, za pomocą którego sortuje się przenoszone przedmioty na podstawie sygnału sterującego, charakteryzuje się tym, że z urządzenia czujnikowego emituje się neutrony ze źródła neutronów, po czym spowalnia się emitowane neutrony za pomocą spowalniacza, otaczającego źródło neutronów i przestrzeń pomiarową w urządzeniu czujnikowym, a następnie wykrywa się, na podstawie Analizy Aktywacyjnej Natychmiastowego Promieniowania Gamma-Neutronowego (PGNAA), przy użyciu detektora urządzenia czujnikowego, promieniowanie gamma emitowane z przedmiotu poddanego działaniu strumienia neutronów o danej energią dystrybucji w obrębie przestrzeni pomiarowej, po czym na podstawie sygnału wykrywania w urządzeniu czujnikowym wytwarza się sygnał, a następnie sygnał sterujący.A method for automatically sorting items according to the invention, in which, before the at least one item is fed into the sorting device, the items are placed in an area of a predetermined measuring space of the sensor device, after which an electrical signal containing the measurement data is sent from the sensor device, which is received in the assembly. classifier, and then generate and emit a control signal to the sorting device by which the conveyed objects are sorted based on the control signal, characterized by emitting neutrons from the sensor device from the neutron source, and then slowing down the emitted neutrons by means of a retarder surrounding the neutron source and the measurement space in the sensor device, and then the Gamma-Neutron Radiation Activation Analysis (PGNAA) using the detector of the sensor device is detected, the gamma radiation emitted from the object subjected to the action of a neutron beam with a given energy distribution within the measurement space, then a signal is generated in the sensor device based on the detection signal, and then a control signal.

Przy użyciu ekranu promieniowania gamma i/lub ekranu neutronów urządzenia czujnikowego minimalizuje się przepływ neutronów termicznych do detektora, przy czym ekran promieniowania gamma umieszcza się pomiędzy źródłem i przestrzenią pomiarową i/lub pomiędzy detektorem i przestrzenią pomiarową .By using the gamma radiation shield and / or the neutron shield of the sensor device, the flow of thermal neutrons to the detector is minimized with the gamma shield being positioned between the source and the measurement space and / or between the detector and the measurement space.

W urządzeniu czujnikowym minimalizuje się bezpoś rednie promieniowanie gamma ze źródła neutronów do detektora ekranu promieniowania gamma usytuowanego wokół źródła neutronów.The sensor device minimizes direct gamma radiation from the neutron source to the gamma-ray screen detector located around the neutron source.

Sortuje się przepływ odpadów.The waste flow is sorted.

Wykrywanie przedmiotu przeprowadza się bezkontaktowo.The detection of the object is carried out without contact.

Oszacowanie ilości materiału próbki w tej przestrzeni pomiarowej wykonuje się na podstawie promieniowania gamma pierwiastka z grupy obejmującej wodór, aluminium, krzem i żelazo, obecnego w materiale próbki w znanej koncentracji.Estimation of the amount of sample material in this measurement space is made on the basis of gamma radiation of an element from the group consisting of hydrogen, aluminum, silicon and iron, present in the sample material in a known concentration.

Jako spowalniacz w urządzeniu czujnikowym stosuje się głównie materiał węglowy.Primarily carbon material is used as a brake in the sensor device.

Odbiera się pomiary przedmiotów o znanej klasyfikacji, przy czym w klasyfikacji stosuje się środki do obliczania współczynników wagowych wielu sum wagowych ustalonych za pomocą wieloPL 208 399 B1 wymiarowej analizy danych, kalibracji czy metody iteracyjnej, dzięki której w wyniku oczyszczania przyrostowe dostarcza się ulepszony zestaw współczynników wagowych.Measurements of items of known classification are received, the classification using means to calculate the weighting factors of multiple weight sums determined by multi-dimensional data analysis, calibration, or an iterative method whereby incremental purification provides an improved set of weighting factors. .

Przy użyciu zespołu klasyfikującego, na podstawie sygnałów zawierających współczynniki wagowe i czujnikowy sygnał, dostarcza się sygnał sterujący.By means of a classifier, a control signal is provided on the basis of signals including the weighting factors and a sensor signal.

Jako etap w automatycznym generowaniu propozycji do kategoryzowania przedmiotów próbnych na podstawie wzoru w danych pomiarowych odpowiadających przedmiotom próbnym, stosuje się analizę grupowania.Grouping analysis is used as a step in automatically generating proposals to categorize sample items based on the pattern in the measurement data corresponding to the sample items.

Stosuje się sygnał czujnikowy zawierający widmo promieniowania gamma reprezentujące zarejestrowane natężenie promieniowania gamma w danym zakresie fotonów/energii.A sensor signal containing a gamma spectrum representing the recorded gamma radiation intensity over a given photon / energy range is used.

Sygnał sterujący dostarcza się na podstawie różnicy pomiędzy sygnałem czujnikowym i wcześniej określonym widmem odniesienia uzyskanym z pustej przestrzeni pomiarowej i przechowuje się w jednostce pamięci.The control signal is provided based on the difference between the sensor signal and a predetermined reference spectrum obtained from the measurement void and is stored in a memory unit.

Zaletą układu sortowania, według wynalazku, jest praktyczne i niezawodne automatyczne sortowanie przedmiotów, dzięki czemu częstotliwość występowania błędnego sortowania jest znacznie zmniejszona, a zastosowany układ wykorzystuje inny i bardziej niezawodny sposób analizy w stosunku do stosowanego wcześ niej.The advantage of the sorting system according to the invention is the practical and reliable automatic sorting of objects, thanks to which the frequency of mis-sorting is significantly reduced, and the applied system uses a different and more reliable method of analysis compared to the previously used one.

Zaletą układu sortowania, według wynalazku, jest także to, że jest on automatyczny, a liczba błędów sortowania została zmniejszona do poziomu, który jest wystarczający dla spełnienia wymagań w odniesieniu do środowiska.An advantage of the sorting system according to the invention is also that it is automatic and the number of sorting errors has been reduced to a level that is sufficient to meet environmental requirements.

Kolejną zaletą wynalazku jest bezkontaktowa detekcja przedmiotu, dzięki czemu uzyskano zmniejszenie kosztów procesu dzięki minimalnym kosztom zużycia, które pojawiają się przy bezkontaktowej obróbce przedmiotów i oszczędności związanych z czynnościami wykonywanymi ręcznie.Another advantage of the invention is the non-contact detection of the object, which reduces the cost of the process due to the minimal wear costs that arise in the non-contact processing of the objects and the savings associated with manual operations.

PGNAA może być stosowana do bezkontaktowej wgłębnej analizy pierwiastka, na przykład, odpadów albo materiału nadającego się do ponownego wprowadzenia do obiegu. Neutrony jak również powstające promieniowanie gamma mierzone przez układ wykrywania są bardzo przenikliwe, nawet stałe przedmioty mogą zawsze być tą metodą analizowane bezkontaktowo. Ponieważ układy bezkontaktowe nie zużywają się w tym samym stopniu jak to ma miejsce w układach kontaktowych, a zatem jest pożądane używanie układów bezkontaktowych do takich zastosowań, jak na przykład sortowanie odpadów, ponieważ bardzo często przedmioty, które mają być poddane analizie zawierają odłamki o bardzo zróż nicowanych kształ tach. Ponadto, prę dkość z którą moż e być prowadzony przepł yw przedmiotów, może zwykle być zwiększony.PGNAA can be used for non-contact depth analysis of an element, for example waste or recyclable material. Neutrons as well as the resulting gamma radiation measured by the detection system are very penetrating, even solid objects can always be analyzed by this method without contact. Since non-contact systems do not wear to the same degree as in contact systems, it is therefore desirable to use non-contact systems for applications such as waste sorting, as very often the items to be analyzed contain debris of very different sizes. netted shapes. Moreover, the speed at which the flow of items can be conducted can typically be increased.

Układ sortowania, według wynalazku, może wielokrotnie zwiększyć liczbę obrabianych przedmiotów w porównaniu z wcześniejszymi sposobami.The sorting system according to the invention can increase the number of workpieces many times over compared to the previous methods.

Układ sortowania może być dostosowany, na przykład, do sortowania drewna, odpowiednio na drewno zawierające metale ciężkie i drewno nie zawierające metali ciężkich. Alternatywnie, układ sortowania może być dostosowany do sortowania tworzywa sztucznego na zawierające PCV i tworzywo sztuczne nie zawierające PCV.The sorting system may be adapted, for example, to sorting wood into wood containing heavy metals and wood containing no heavy metals, respectively. Alternatively, the sorting system may be adapted to sort the plastic into PVC-containing and PVC-free plastic.

Zastosowanie ekranu/przesłony promieniowania neutronowego pozwala na zminimalizowanie strumienia neutronów termicznych docierających do detektora i tym samym powoduje stłumienie poziomu mierzonego szumu.The use of a neutron radiation shield / diaphragm allows to minimize the flux of thermal neutrons reaching the detector and thus suppresses the level of the measured noise.

Zastosowanie ekranu promieniowania gamma umieszczonego dookoła źródła neutronów pozwala na zminimalizowanie bezpośredniego promieniowania gamma emitowanego ze źródła neutronów do tego źródła neutronów.The use of a gamma-ray shield around a neutron source minimizes the direct gamma radiation emitted from the neutron source to that neutron source.

Typowo w urządzeniu czujnikowym używany jest wodór jako spowalniacz dzięki wysokiemu efektowi spowalniającemu wodoru. Pomimo tego, że przekrój czynny rozpraszania węgla i tym samym jego działanie jako spowalniacza jest mniejsze od działania wodoru, to węgiel ma daleko mniejsze przekrój czynny na pochłanianie, który z kolei pociąga za sobą ulepszone wykorzystanie neutronów i znacznie mniejszy szum w postaci niepożądanego promieniowania gamma. Zatem uż ycie ubogiego w wodór spowalniacza umożliwia niemal bezpośredni pomiar zawartości wodoru w przedmiocie, na podstawie którego ocena ilości drewna w przestrzeni odczytu może być obliczona, a ten pomiar częściowy jest konieczny do określenia koncentracji w przedmiocie.Typically, hydrogen is used as a moderator in the sensor device due to the high retarding effect of the hydrogen. Although the scattering cross section of carbon, and hence its effect as a moderator, is smaller than that of hydrogen, the carbon has a much smaller absorption cross section which in turn entails improved neutron utilization and much lower noise in the form of unwanted gamma rays. Thus, the use of a hydrogen-poor retarder enables an almost direct measurement of the hydrogen content of the object from which an estimate of the amount of wood in the reading space can be calculated, and this partial measurement is necessary to determine the concentration in the object.

Układ, według wynalazku, może być stosowany, na przykład, do sortowania ciśnieniowo impregnowanego drewna od innego drewna, sortowania PCV od innych materiałów tworzyw sztucznych, i tak dalej.The system according to the invention can be used, for example, for sorting pressure impregnated wood from other wood, sorting PVC from other plastic materials, and so on.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny korzystnego przykładu wykonania urządzenia czujnikowego we6The subject of the invention is shown in the drawing in the following examples: Fig. 1 shows a schematic cross-section of a preferred embodiment of the E6 sensor device.

PL 208 399 B1 dług wynalazku, fig. 2 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny alternatywnego korzystnego przykładu wykonania urządzenia czujnikowego według wynalazku, fig. 3 przedstawia korzystny przykład wykonania z mechanizmem przenoszącym, czujnikiem i urządzeniem sortującym i jednostkę klasyfikującą, fig. 4 przedstawia korzystny przykład wykonania jednostki klasyfikującej według wynalazku, fig. 5 przedstawia próbki widm PGNAA.According to the invention, fig. 2 schematically shows a cross-section of an alternative preferred embodiment of the sensor device according to the invention, fig. 3 shows a preferred embodiment with a transfer mechanism, a sensor and a sorting device and a classifying unit, fig. 4 shows a preferred embodiment of the unit. according to the invention, Fig. 5 shows samples of PGNAA spectra.

Fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny 4 części korzystnego przykładu wykonania urządzenia czujnikowego 302, według wynalazku, zawierającego źródło 2 neutronów, spowalniacz 4 przestrzeń pomiarową 6, ekran promieniowania gamma 3, ekran/przesłonę 10 neutronów i detektor/czujnik 8.Fig. 1 is a schematic cross-sectional view 4 of a portion of a preferred embodiment of a sensor device 302 according to the invention comprising a neutron source 2, a retarder 4 measurement space 6, a gamma ray shield 3, a neutron shield / shutter 10 and a detector / sensor 8.

Źródło 2 neutronów emituje strumieni neutronów, to jest neutronów o wysokiej energii kinetycznej, i jest otoczone przez spowalniacz 4, który służy spowolnieniu neutronów do prędkości termicznych. Spowalniacz 4 zawiera dużą objętość materiału posiadającego dużą zawartość pewnej liczby pierwiastków (na przykład wodoru i węgla) z dużymi przekrojami czynnymi rozpraszania, takiego jak parafina, polietylen, grafit czy woda. W spowalniaczu 4 jest tym samym utworzony obszar zawierający neutrony termiczne, które nie będą dłużej miały, w następstwie wielu rozproszeń, dominującego kierunku. W tym korzystnym przykładzie wykonania, przestrzeń pomiarowa 6 ma dobrze określoną przez dogodne objętość/przestrzeń, w obrębie której jednolity i wysoki strumień neutronów jest ustalony ukształtowanie spowalniacza 4, który typowo, w mniejszym lub większym zakresie, otacza tą przestrzeń pomiarową 6. Przestrzeń pomiarowa 6 może mieć wiele różnych konfiguracji, na przykład, w zależności od odpowiednich przedmiotów, które mają być sortowane.The neutron source 2 emits jets of neutrons, i.e. neutrons with high kinetic energy, and is surrounded by a decelerator 4 which serves to slow the neutrons down to thermal velocities. The retarder 4 contains a large volume of material having a high content of a number of elements (e.g. hydrogen and carbon) with large dispersion cross sections, such as paraffin, polyethylene, graphite or water. A region is thus created in the retarder 4 containing thermal neutrons which will no longer have a predominant direction due to many scatterings. In this preferred embodiment, the measurement space 6 has a well-defined volume / space within which a uniform and high neutron flux is defined a configuration of the retarder 4 which typically, to a greater or lesser extent, surrounds this measurement space 6. Measurement space 6 may have many different configurations depending, for example, on the respective items to be sorted.

Detektor 8, który wykrywa promieniowanie gamma emitowane przez przedmioty umieszczone w obrębie przestrzeni pomiarowej 6 będzie typowo czuły zarówno na neutrony termiczne jak i na promieniowanie gamma emitowane przez źródło 2 neutronów i spowalniacz 4 oraz promieniowanie z naturalnych jąder w otoczeniu urządzenia czujnikowego. Korzystnie, materiały zarówno ekranu 3 promieniowania gamma jak i przesłony 10 promieniowania neutronowego będą usytuowane w dogodnych miejscach w obrębie obszaru odczytu. Detektor 8 może, na przykład, być typu scyntylacyjnego, na przykład, domieszkowany talem sodowo-jodowy, ale może również być innego typu, na przykład, typu półprzewodnikowego. Jednakże detektory półprzewodnikowe zwykle wymagają chłodzenia, na przykład, za pomocą ciekłego azotu, co czyni ich praktyczne użycie raczej trudnym.The detector 8 which detects the gamma radiation emitted by objects placed within the measurement space 6 will typically be sensitive to both thermal neutrons and gamma radiation emitted by the neutron source 2 and the retarder 4 and radiation from natural nuclei in the vicinity of the sensor device. Preferably, the materials of both the gamma radiation shield 3 and the neutron radiation shields 10 will be located at convenient locations within the reading area. The detector 8 may, for example, be of the scintillation type, for example doped with sodium-iodine thallium, but may also be of another type, for example, of the semiconductor type. However, semiconductor detectors usually require cooling, for example with liquid nitrogen, which makes their practical use rather difficult.

W praktyce wszystkie źródła neutronów, takie jak izotop czy źródła oparte na akceleratorach, emitują prawie wyłącznie neutrony o wysokiej energii (w zakresie 10⁶-10⁷ eV). Dla uzyskania neutronów termicznych (energia kinetyczna około 0, 025 eV), źródło jest otoczone przez spowalniacz, który zawiera materiał o dużym przekroju czynnym rozpraszania i niskim przekroju czynnym na pochłanianie. Korzystnie, spowalniacz zawiera materiały zawierające wodór, takie jak woda, parafina czy polietylen i tak dalej. W takim spowalniaczu, neutron będzie, w czasie jego przeciętnego okresu życia w materiale, rozpraszany elastycznie wiele razy i, jak opisano wcześniej, będzie tracił energię przy każdym zderzeniu dopóki nie osiągnie poziomu energii odpowiadającego ruchowi termicznemu atomów spowalniacza.In practice, all neutron sources, such as isotopes and accelerator-based sources, emit almost exclusively high-energy neutrons (in the range 10 ⁶ -10 ⁷ eV). To obtain thermal neutrons (kinetic energy of about 0.025 eV), the source is surrounded by a retarder that contains a material with a high scattering cross section and a low absorption cross section. Preferably, the retarder comprises hydrogen-containing materials such as water, paraffin, or polyethylene, and so on. In such a decelerator, the neutron will, during its average lifetime in the material, be elastically dissipated many times and, as previously described, it will lose energy on each collision until it reaches an energy level corresponding to the thermal motion of the decelerator atoms.

Natomiast, zastosowanie materiału na spowalniacz, zawierającego pierwotnie węgiel zamiast wodoru, jest podyktowane przekrojem czynnym rozpraszania węgla. Tym samym jego działanie jako spowalniacza jest mniejsze niż działanie wodoru, ale węgiel ma mniejszy przekrój czynny na pochłanianie, który z kolei oznacza, że uzyskuje się ulepszoną utylizację neutronu i daleko mniejszy szum w postaci niepożądanego promieniowania gamma. Dodatkowo, zastosowanie ubogiego w wodór spowalniacza umożliwia prawie bezpośredni pomiar zawartości wodoru w przedmiocie, na podstawie którego może być obliczone oszacowanie ilości materiału (na przykład tworzywa sztucznego czy drewna) zawartego w przestrzeni odczytu jako, że ta część pomiaru jest niezbędna dla określenia koncentracji przedmiotu.On the other hand, the use of the retarder material, originally containing carbon instead of hydrogen, is dictated by the carbon scattering cross section. Thus, its effect as a moderator is less than that of hydrogen, but carbon has a lower absorption cross section, which in turn means that an improved neutron utilization is obtained and far less noise in the form of unwanted gamma radiation. In addition, the use of a hydrogen-poor retarder enables an almost direct measurement of the hydrogen content of the object, from which an estimate of the amount of material (e.g. plastic or wood) contained in the reading space can be calculated as this part of the measurement is necessary to determine the concentration of the object.

W następstwie początkowego przetwarzania wielu zdarzeń wykrywania zbieranych przez detektor 8 w wielu zakresach promieniowania gamma we wcześniej określonym czasie, dane są poddane przekształceniu i dostarczone są sumy wagowe zestawu zmiennych pomiarowych. Dla czujnika PGNAA, każda indywidualna zmienna jest utworzona przez pewną liczbę uzyskanych zdarzeń detektora w jednostce czasu w danym zakresie kwantowanej energii promieniowania gamma. Współczynniki wagowe dla obliczenia sum wagowych mogą być dostarczone za pomocą wielowymiarowej analizy metodą regresji, poprzez kalibrację czy za metodą iteracyjną, za pomocą której ulepszony zestaw współczynników wagowych jest uzyskany poprzez oczyszczanie przyrostowe. Wielowymiarowa analiza jest oparta na obróbce wielu danych, polegającej na tym, że leżące u podstaw wzorce wariacyjneFollowing the initial processing of the plurality of detection events collected by the detector 8 over a plurality of gamma radiation ranges at a predetermined time, the data is transformed and weight sums of a set of measurement variables are provided. For a PGNAA sensor, each individual variable is made up of a number of acquired detector events per unit time over a given quantized gamma energy range. The weighting factors for the calculation of weight sums can be provided by multivariate regression analysis, by calibration or by an iterative method whereby an improved set of weight factors is obtained by incremental purification. Multivariate analysis is based on the manipulation of multiple data in which the underlying variational patterns

PL 208 399 B1 są identyfikowane i stosowane za pomocą sposobów znanych ze statystyki matematycznej. Na przykład, sygnały z czujników PGNAA są zależne od wielu zmiennych jako, że sygnał indywidualny jest zależny od wielu zmiennych. Dla kalibracji, mogą być użyte pomiary zestawów przedmiotów o znanej klasyfikacji. W wielowymiarowej przestrzeni wielu wymiarów odpowiadających liczbie zmiennych pomiarowych jest uzyskiwany punkt odniesienia z każdą indywidualną klasą czy klasyfikacją. Indywidualny punkt odniesienia może być obliczony jako średnia z punktów pomiarowych reprezentujących przedmioty należące do odpowiedniej klasy.They are identified and applied by methods known from mathematical statistics. For example, signals from PGNAA sensors are dependent on many variables as the individual signal is dependent on many variables. For calibration, measurements of sets of objects of known classification can be used. In a multidimensional space of many dimensions corresponding to the number of measurement variables, a reference point is obtained with each individual class or classification. The individual reference point can be calculated as the average of the measurement points representing the items belonging to the relevant class.

Sygnał pomiarowy dla danego przedmiotu jest korzystnie zdefiniowany jako jednoczesna zmiana wszystkich zmiennych wykrywanych, kiedy przedmiot jest przenoszony przez przestrzeń odczytu, a następnie mierzony w przedziale czasu względem pomiaru z pustą przestrzenią pomiarową. Ogólnie, informacja, na podstawie której jednostka klasyfikująca ma dokonać wyboru jest opisana jako wektor zawierający sekwencję wartości numerycznych.The measurement signal for a given item is preferably defined as the simultaneous variation of all variables detected when the item is passed through the reading space and then measured over a time interval from the measurement with empty space. Generally, the information based on which the classifying unit is to make a selection is described as a vector containing a sequence of numerical values.

W idealnym przypadku, dany pierwiastek w przestrzeni pomiarowej będzie dawała przyrost sygnału pomiarowego o danym wzorze i proporcjonalnego do ilości odpowiedniego pierwiastka. Ogólny sygnał pomiarowy jest więc sumą tych wkładów.Ideally, a given element in the measurement space will give an increase in the measurement signal of a given formula and proportional to the amount of the corresponding element. The overall measurement signal is then the sum of these contributions.

Fig. 2 schematycznie przedstawia przekrój poprzeczny części alternatywnego korzystnego przykładu wykonania układu czujnikowego, według wynalazku. Źródło 2 neutronów i znajdujący się wokół niego ekran 5 promieniowania gamma, na przykład ekran ołowiany, są usytuowane tak, żeby bezpośrednie promieniowanie gamma ze źródła 2 neutronów było zminimalizowane. Przestrzeń pomiarowa 6 jest usytuowana blisko źródła 2, gdzie strumień neutronów jest duży, a stosunkowo gruby materiał spowalniacza 4, pomiędzy detektorem 8, a źródłem 2 i ekranem neutronów 10, minimalizuje strumień neutronów pośrednich do detektora 8, co powoduje osłabienie mierzonego poziomu szumu.Fig. 2 schematically shows a cross section of a portion of an alternative preferred embodiment of the sensor system according to the invention. The neutron source 2 and the surrounding gamma shield 5, for example a lead shield 5, are positioned such that direct gamma radiation from the neutron source 2 is minimized. Measurement space 6 is located close to source 2 where the neutron flux is large and the relatively thick material of the retarder 4 between detector 8 and source 2 and neutron shield 10 minimizes the intermediate neutron flux to detector 8, thereby attenuating the measured noise level.

Fig. 3 przedstawia korzystny przykład wykonania układu, według wynalazku, zawierającego mechanizm przenośnika 301, urządzenie czujnikowe 302, urządzenie sortujące 304 i zespół klasyfikujący 303. Korzystnie, dodatkowo do opisanego urządzenia czujnikowego 302, układ zawiera mechanizm przenośnika 301 do przenoszenia przedmiotów 308 do i z przestrzeni pomiarowej 6, zespół klasyfikujący 303 do przetwarzania danych pomiarowych z urządzenia czujnikowego 302 i określający, do której frakcji/grupy dany przedmiot 308 należy, a także urządzenie sortujące 304 do sortowania przedmiotów 308 na podstawie decyzji zespołu klasyfikującego 303. Sortowany przedmiot 308 może, na przykład, być przeznaczony do ponownego wprowadzenia do obiegu i/lub stosownego dalszego przetwarzania.Fig. 3 shows a preferred embodiment of a system according to the invention comprising a conveyor mechanism 301, a sensor device 302, a sorting device 304, and a classifier 303. Preferably, in addition to the sensor device 302 described, the system comprises a conveyor mechanism 301 for conveying items 308 into and out of space. 6, a classifier 303 for processing the measurement data from the sensor device 302 and determining which fraction / group the item 308 belongs to, and a sorting device 304 for sorting items 308 based on the decision of the classifier 303. The sorted item 308 may, for example, , be destined for re-circulation and / or appropriate further processing.

Dla każdego przedmiotu 308, zespół klasyfikujący 303 określa, do której grupy on należy, na podstawie danych/informacji otrzymanych z urządzenia czujnikowego 302, korzystnie w postaci zmierzonego promieniowania gamma, na przykład, liczby zarejestrowanych kwantów i ich energii dystrybucji.For each item 308, classifier 303 determines which group it belongs to based on data / information received from sensor device 302, preferably in the form of measured gamma radiation, e.g., the number of recorded quanta and their distribution energies.

Alternatywnie, układ zawiera jeden bądź więcej kolejnych czujników, a zespół klasyfikujący 303 jest dalej dostosowany do otrzymywania i przetwarzania danych pochodzących z takich źródeł. Kolejny(-e) czujnik(i) są, na przykład, czujnikami do pomiaru temperatury, pomiaru strumienia neutronów w przestrzeni pomiarowej, gęstości promieniowania gamma przedmiotów, komórek korygujących, czujnikami tworzenia obrazu (na przykład obraz - kamera telewizyjna + urządzenie wprowadzania i zapisywania obrazów), skanery promieniowania X do tworzenia obrazu czy innego typu czujniki (nie pokazane).Alternatively, the system includes one or more further sensors and classifier 303 is further adapted to receive and process data from such sources. The further sensor (s) are, for example, sensors for measuring temperature, measuring the neutron flux in the measurement space, gamma radiation density of objects, correction cells, image formation sensors (e.g. image - TV camera + image input and recorder) ), X-ray image scanners or other types of sensors (not shown).

Zgodnie z jednym z korzystnych przykładów wykonania, zespół klasyfikujący 303 jest dostosowany do obliczania koncentracji odpowiednich pierwiastków, które mogą pojawić się na podstawie oszacowania ilości próbkowanej. Jeżeli dany materiał próbki zawiera dobrze zdefiniowaną koncentrację wodoru, na przykład wody, tworzywa sztucznego czy drewna, to oszacowanie może być dostarczone poprzez użycie ubogiego w wodór spowalniacza, który umożliwia prawie bezpośredni pomiar zawartości wodoru w przedmiocie, na podstawie którego oszacowanie ilości przedmiotu (na przykład ilości drewna) w przestrzeni odczytu mogłoby być określone z użyteczną dokładnością. Oszacowana ilość przedmiotu może następnie być użyta do oszacowania bieżącej koncentracji pierwiastków. Ogólnie, oszacowanie ilości materiału próbki w tej przestrzeni pomiarowej jest zapewnione na podstawie promieniowania gamma pierwiastka, na przykład wodoru, aluminium, krzemu czy żelaza, obecnego w materiale próbki w znanej koncentracji.In accordance with one preferred embodiment, the classifier 303 is arranged to calculate the concentration of the respective elements that may appear based on an estimate of the quantity to be sampled. If a given sample material contains a well-defined concentration of hydrogen, such as water, plastic or wood, then an estimate can be provided by using a hydrogen-poor retarder that allows an almost direct measurement of the hydrogen content of the object, from which an estimate of the quantity of the object (e.g. the amount of wood) in the reading space could be determined with a useful accuracy. The estimated amount of the item can then be used to estimate the current concentration of the elements. In general, an estimate of the amount of sample material in this measurement space is provided from the gamma radiation of an element, e.g. hydrogen, aluminum, silicon or iron, present in the sample material at a known concentration.

Układ decyzyjny jest wyjaśniony i ujawniony szczegółowo w odniesieniu do fig. 4.The decision system is explained and disclosed in detail with reference to Fig. 4.

Mechanizm przenośnika 301 jest zdolny do przemieszczania do przodu przedmiotów 308 za pomocą taśmy przenośnika, taśmy obrotowej i tym podobnych, mechanizmów popychających czyThe conveyor mechanism 301 is capable of advancing items 308 by means of a conveyor belt, a rotating belt and the like, pushing mechanisms or

PL 208 399 B1 ciągnących, przenośnika pneumatycznego i tym podobnych, mechanizmów przewiązujących czy prowadzących (włączając układy automatyczne) i tak dalej.And the like, tying or guiding mechanisms (including automatic systems), and so on.

Urządzenie sortujące 304 jest, na przykład, zrealizowane jako taśma czy mechanizm prowadzący (na przykład urządzenie lejowe), który zmienia kierunek, jako wypychacz z ramieniem czy dysza powietrzna czy innego czynnika, mechanizm przewiązujący (włączając układy automatyczne) i tak dalej.The sorting device 304 is, for example, embodied as a belt or guiding mechanism (e.g., a funnel device) that changes direction, an ejector with an arm or an air nozzle or other medium, a binding mechanism (including automatic systems), and so on.

W jednym korzystnym przykładzie wykonania, gdzie mechanizm przenośnika 301 jest mechanizmem przewiązującym (włączając automat), mechanizm przenośnika 301 i urządzenie sortujące 304 jest jednym i tym samym.In one preferred embodiment, where conveyor mechanism 301 is a tying mechanism (including an automatic machine), conveyor mechanism 301 and sorting apparatus 304 are one and the same.

Fig. 4 przedstawia korzystny przykład wykonania zespołu klasyfikującego 303, według wynalazku, zawierającego jeden lub więcej mikroprocesorów 402 i/lub jedną lub więcej procesorów cyfrowych 406, jednostkę pamięci 403 i elementy odbierające/wysyłające 404 sygnały połączone poprzez wspólną szynę adresową 405 danych. Mikroprocesor(y) 402 i/lub pewna liczba procesorów cyfrowych 406 oddziałuje z jednostką pamięci 403 i elementami odbierającymi/wysyłającymi 404 sygnały. Elementy odbierające/wysyłające 404 sygnały są odpowiedzialne za komunikację z wieloma dostępnymi czujnikami, włączając urządzenie czujnikowe 302 i interfejsy użytkownika, jeśli istnieją. Komunikacja pomiędzy zespołem klasyfikującym 303 i jednostkami zewnętrznymi takimi jak urządzenie czujnikowe 302, urządzenie sortujące 304 i tak dalej, może być prowadzone, na przykład, za pomocą IrDa, Bluetooth, IEEE 802.11, bezprzewodowej sieci lokalnej LAN i tak dalej, ale może również być prowadzone za pomocą konwencjonalnych połączeń stałych. Jednostka pamięci 403 może przechowywać istotne informacje takie, jak wyspecjalizowany program komputerowy i zmienne klasyfikujące, dane kalibracyjne, algorytmy przetwarzania i tak dalej. Jednostka pamięci 403, korzystnie, zawiera jednostki nietrwałej i/lub trwałej pamięci takie, jak ROM, RAM, pamięć magnetyczna, pamięć optyczna i ich kombinacje.Fig. 4 shows a preferred embodiment of a classifier 303 according to the invention, including one or more microprocessors 402 and / or one or more digital processors 406, a memory unit 403, and signal receiving / sending means 404 connected via a common data bus 405. Microprocessor (s) 402 and / or the plurality of digital processors 406 interact with memory unit 403 and the signal receiving / sending elements 404. The signal receiving / sending means 404 is responsible for communicating with the many available sensors, including the sensor device 302 and user interfaces, if any. Communication between the classifying unit 303 and external units such as sensor device 302, sorting device 304, and so on, may be performed, for example, by IrDa, Bluetooth, IEEE 802.11, wireless LAN, and so on, but may also be conducted. using conventional fixed connections. The memory unit 403 can store relevant information such as specialized computer program and classification variables, calibration data, processing algorithms, and so on. Memory unit 403 preferably includes volatile and / or persistent memory units such as ROM, RAM, magnetic memory, optical memory, and combinations thereof.

Przetwarzanie danych może również być zrealizowane w jednym pojedynczym wielofunkcyjnym procesorze. Użycie wielofunkcyjnych procesorów zamiast wyspecjalizowanych procesorów cyfrowych może być korzystne w przypadku niektórych przykładów wykonania. Chociaż procesory cyfrowe są wyjątkowo wygodne do prowadzenia obliczeń sygnałów w układzie, większość korzystnych przykładów wykonania również wymaga mikroprocesora do innych zadań takich, jak zarządzanie pamięcią, porozumiewania z użytkownikiem i tak dalej. Dlatego, może być korzystnym użycie wielofunkcyjnego procesora, który jest zdolny do przetwarzania zadań wszystkich wspomnianych typów dla zmniejszenia tym samym liczby elementów składowych u dla zminimalizowania zużycia mocy i kosztów produkcji, i tak dalej. Zmniejszenie liczby procesorów do jednego będzie również oznaczało, że mniej zestawów instrukcji będzie obrabianych podczas przetwarzania w jednostce klasyfikującej.Data processing may also be performed in one single multi-functional processor. The use of multifunctional processors instead of specialized digital processors may be advantageous in some embodiments. While digital processors are extremely convenient for computing the signals on the system, most of the preferred embodiments also require a microprocessor for other tasks such as memory management, user communication, and so on. Therefore, it may be advantageous to use a multifunctional processor which is capable of processing tasks of all the mentioned types to thereby reduce the number of components u to minimize power consumption and production costs, and so on. Reducing the number of processors to one will also mean that fewer instruction sets will be processed in the classifying unit.

Dane z analizy PGNAA są w postaci widma promieniowania gamma i, korzystnie, wykorzystywana jest różnica pomiędzy widmem odniesienia zarejestrowanym przy pustej przestrzeni pomiarowej (przechowywanym w jednostce pamięci 403, a odpowiednim widmem dostarczonym poprzez urządzenie czujnikowe. Ta różnica jest przetwarzana przez mikroprocesor 402 i elementy odbierające/wysyłające 404 w celu określenia klasy dla odpowiedniego przedmiotu.The PGNAA analysis data is in the form of a gamma ray spectrum and, preferably, the difference between the reference spectrum recorded with measurement space (stored in memory unit 403 and the corresponding spectrum provided by the sensor device) is used. This difference is processed by the microprocessor 402 and the receiving means. / sending 404 to determine the class for the corresponding item.

Korzystnie, pomiarowy/czujnikowy sygnał 306 z detektora zawiera widmo promieniowania gamma na pomiar (alternatywnie możliwe jest uśrednienie wielu widm w celu redukcji szumu). Takie widmo zawiera, na przykład, 1024 liczby całkowite, przy czym widmo przedstawia liczbę zarejestrowanych zdarzeń (na przykład natężenia promieniowania gamma) w danym zakresie fotonów-energii (patrz, na przykład, Figura 5). Obserwowane wzory/profile są specyficzne dla pojedynczych pierwiastków. W przypadku, gdy wiele pierwiastków jest obecnych w przestrzeni pomiarowej, zostanie zsumowany wzór/profil dla każdego pierwiastka, korzystnie do względnej ilości odpowiedniego pierwiastka i bezwzględnej czułości aparatury względem tego.Preferably, the measurement / sensor signal 306 from the detector comprises a gamma spectrum per measurement (alternatively, multiple spectra may be averaged to reduce noise). Such a spectrum comprises, for example, 1024 integers, the spectrum representing the number of recorded events (e.g., gamma-ray intensities) over a given photon-energy range (see, for example, Figure 5). The observed patterns / profiles are specific to individual elements. In the event that a plurality of elements are present in the measurement space, the formula / profile for each element will be summed, preferably to the relative amount of the respective element and the absolute sensitivity of the apparatus to it.

Ze względu na to, że zwykle zawsze pojawiają się delikatne zmiany w wewnętrznym wzmacnianiu detektora, pojawią się przesunięcia obserwowanego widma. Aby temu zaradzić, przeprowadzona jest korekta na podstawie zidentyfikowanej znanej stałej i niezmiennych wartości szczytowych. Ponadto, pomiar jest poprawiony w przypadku stłumienia źródła neutronów podczas pomiarów.Due to the fact that subtle changes in the detector's internal amplification usually always occur, shifts in the observed spectrum will occur. To remedy this, an adjustment is made based on the identified known constant and unchanging peaks. Moreover, the measurement is improved in the case of quenching the neutron source during measurements.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania, widma są rozdzielane na mniejszą liczbę okien dla ograniczenia liczby zmiennych i zredukowania przypadkowych szumów.According to a preferred embodiment, the spectra are split into fewer windows to limit the number of variables and reduce random noise.

Rozdzielanie okien obejmuje redukcję szumów przy jednoczesnym zachowywaniu takiej ilości wielowymiarowego sygnału jak to możliwie. W przeciwieństwie do tego, rozdzielanie na kilka okien redukuje większość szumów podczas, gdy wiele okien zachowuje większość sygnału wielowymiaroPL 208 399 B1 wego. Ze względu na to, że oba pomiary są krytyczne dla dobrej analizy danych, ważne jest określenie optymalnej liczby okien. Optymalna liczba i pozycja okien zależą od odpowiedniego zadania czyli, który zestaw możliwych pierwiastków ma być analizowany w odpowiednim korzystnym przykładzie wykonania. Ogólnym przykładem rozdzielania widma z 1024 liczbami całkowitymi jest rozdzielanie na 10 okien pokrywających pole promieniowania gamma 2-10 MeV.Splitting the windows involves reducing noise while preserving as much of the multivariate signal as possible. In contrast, splitting into several windows reduces most of the noise while multiple windows retain most of the multivariate signal. Since both measurements are critical to good data analysis, it is important to determine the optimal number of windows. The optimal number and position of the windows depends on the respective task, i.e. which set of possible elements is to be analyzed in the respective preferred embodiment. A general example of a spectrum splitting with 1024 integers is the splitting into 10 windows covering a 2-10 MeV gamma radiation field.

Alternatywnie, inne sposoby są zastosowane dla rozpoznania ilości pierwiastków zawartych w danym przedmiocie. Te sposoby mogą wykorzystywać, na przykład, sieci neuronowe, inne procedury rozpoznawania wzorca i tak dalej.Alternatively, other methods are used to identify the amount of elements contained in an item. These methods may use, for example, neural networks, other pattern recognition procedures, and so on.

Fig. 5 przedstawia przykłady widm PGNAA. Widmo ukazuje rozkład energii promieniowania gamma względem natężenia danej energii, przy czym oś pozioma widma jest podzielona na 1024 kanałów tak, że każdy kanał odpowiada 10 KeV, a liczba zarejestrowanych zapisów na sekundę w odpowiednim kanale jest ukazana na osi pionowej widma. Tak wię c, szczyt wokół kanał u 225 odpowiada energii promieniowania gamma 2.25 MeV.Fig. 5 shows examples of PGNAA spectra. The spectrum shows the distribution of gamma radiation energy relative to the intensity of a given energy, the horizontal axis of the spectrum being divided into 1024 channels such that each channel corresponds to 10 KeV, and the number of records per second in the corresponding channel is shown on the vertical axis of the spectrum. Thus, the peak around channel 225 corresponds to a gamma ray energy of 2.25 MeV.

• Widmo 1 501 przedstawia sygnał detektora z pustej przestrzeni pomiarowej. Wystający szczyt wokół 2.25 MeV jest spowodowany poprzez natychmiastowe promieniowanie gamma ze schwytanych neutronów w wodorze w przybliżeniu 30-kilowym ciężkim spowalniaczu z polietylenu. Niskie sygnały pierwotnie składają się z rozproszonego promieniowania z tego szczytu.• The spectrum 1 501 represents the detector signal from the measurement void. The protruding peak around 2.25 MeV is caused by the instantaneous gamma radiation from the captured neutrons in the hydrogen of an approximately 30-kilo polyethylene heavy retarder. The low signals primarily consist of scattered radiation from this peak.

• Zakres energii od 2.5 MeV do 10 MeV, jak widać, zawiera tylko bardzo mały sygnał. Ten bardzo ważny zakres sygnałów jest zwiększony w widmie 2 502.• The energy range from 2.5 MeV to 10 MeV, as can be seen, contains only a very small signal. This very important range of signals is increased in the spectrum 2 502.

• Widma 3, 4, 5 i 6 503, 504, 505, 506 przedstawiają w samym widoku przekrojowym i zakresie energii różnice dla pustej przestrzeni pomiarowej i odpowiednio 299 g PCV, 234,7 g miedzi, 27,4 g chromu czy 31,8 g arsenu w obrębie przestrzeni pomiarowej. Tak więc, te widma reprezentują typowe sygnały pomiarowe, w których wartości szczytowe obserwowane na widmach są charakterystyczne dla badanych pierwiastków.• The spectra of 3, 4, 5 and 6 503, 504, 505, 506 show, in the cross-sectional view and the energy range, the differences for the test empty space and, respectively, 299 g of PVC, 234.7 g of copper, 27.4 g of chromium or 31.8 g g of arsenic within the measuring space. Thus, these spectra represent typical measurement signals in which the peaks observed in the spectra are characteristic of the elements under study.

Dla każdej substancji Cu, Cr, Ar i CI pomiary były przeprowadzone na wielu przedmiotach modelowych, przy czym jedynym znaczącym emitującym sygnały pierwiastkiem był jeden ze wspomnianych pierwiastków. Następnie, poprzez wielowymiarową analizę regresyjną został obliczony wzór wstępny (funkcja dla oznaczania zawartości) dla każdego z tych pierwiastków. Wzór wstępny został obliczony na podstawie całkowitej sekwencji pomiarowej jako, że pierwiastki inne niż te odpowiednie są następnie uważane za zakłócenia.For each of the Cu, Cr, Ar and CI substances, the measurements were carried out on many model items, with one of the above-mentioned elements being the only significant element emitting signals. Then, by means of multivariate regression analysis, a preliminary formula (function for determining the content) was calculated for each of these elements. The rough formula was calculated from the complete measurement sequence as elements other than the appropriate ones are then considered to be interference.

Wzory wstępne są solidne jako, że są one zdolne, jednocześnie i niezależnie od siebie, do przewidzenia ilości pojedynczych pierwiastków. W określaniu badanych pierwiastków, zostały określone poziomy istotności. Poziomy istotności są współczynnikami obliczeniowymi, które biorą udział w oszacowaniu przetwarzania wielkich zakładów przemysłowych.The initial formulas are robust in that they are capable, simultaneously and independently of each other, of predicting the amounts of individual elements. In determining the elements tested, significance levels were determined. Significance levels are computational factors that are involved in estimating the processing of large industrial plants.

Poziomy istotności są określone jako stosunek pomiędzy wielkością sygnału i odchyleniem standardowym tła. Sygnał jest określony na podstawie różnicy pomiędzy średnią wzorów wstępnych dla przedmiotu odniesienia, a wszystkimi próbkami. Jeśli idzie o standardowe odchylenie tła, to używany jest ten obserwowany dla wszystkich próbek bieżącego wzoru wstępnego.Significance levels are defined as the ratio between the magnitude of the signal and the background standard deviation. The signal is determined from the difference between the mean of the preliminary formulas for the reference article and all samples. As for the background standard deviation, the one observed for all samples of the current rough pattern is used.

Na podstawie kalibracji - w obecnym przypadku rozumianym jako ustalenie przepisu na to, jak sygnał pomiarowy jest konwertowany na klasyfikację - układ określa i sortuje przedmiot w obrębie danej kategorii. Kalibracja jest przeznaczona do poszukiwania zdolności do klasyfikowania nowych danych pomiarowych. Jeśli układ jest niezdolny do identyfikowania różnicy niezbędnej do klasyfikacji względem bliskich klas, to ta kalibracja może skutkować negatywną akceptacją, tym samym układ jest zdolny do, na przykład, raportowania, do których przedmiotów czy klas odnosi się problem. Te przedmioty mogą następnie opcjonalnie być poddane ponownemu pomiarowi, albo problem z klasyfikacją może być ponownie sformułowany z tym skutkiem, że klasy przedmiotów, z których rozróżnieniem układ ma problemy są łączone.On the basis of calibration - in the present case understood as establishing a recipe for how a measurement signal is converted into a classification - the system determines and sorts the item within a given category. Calibration is designed to search for the ability to classify new measurement data. If the system is incapable of identifying the necessary difference for classification relative to close classes, then this calibration may result in negative acceptance, thus the system is able to, for example, report which items or classes the problem relates to. These items may then optionally be re-measured, or a classification problem may be re-formulated with the effect that the item classes with which the system has problems to distinguish are associated.

Odnosi się to do wszystkich klas przedmiotów, w których bardziej wyczerpująca kalibracja, to jest więcej przedmiotów, więcej pierwiastków, więcej pomiarów, i tak dalej, będzie najskuteczniej zwiększać poziomy istotności. Znajdzie to zastosowanie w szczególności do arsenu, gdzie określenie wyraźnie cierpi z powodu braku informacji o widmie i ulepszonej eliminacji interferencji.This is true for all classes of items where a more exhaustive calibration, i.e. more items, more elements, more measurements, and so on, will be most effective in increasing the significance levels. This will apply in particular to arsenic, where the term clearly suffers from a lack of spectrum information and improved interference suppression.

Dzięki wysokiemu przekrojowi czynnemu na pochłanianie i charakterystycznemu widmu emisyjnemu CI w połączeniu z zawartością chloru w PCV stanowiącą typowo około dwukrotną wielkość zawartości pierwiastków szukanych w ciśnieniowo impregnowanym drewnie, bezdotykowe sortowanie tworzyw sztucznych w odłamkach zawierających PCV i wolnych od PVC, odpowiednio, będzie uważane jako stanowiące technologię, która mogłaby być zaimplementowana w układzie, według wynalaz10Due to the high effective cross-sectional area and the characteristic CI emission spectrum in combination with the chlorine content of PVC, which is typically about twice the amount of the elements sought in pressure-impregnated wood, the non-contact sorting of plastics in PVC-containing and PVC-free shavings, respectively, will be regarded as constituting technology that could be implemented in the system according to the invention10

PL 208 399 B1 ku. Tak więc, sortowanie przepływów odpadów innych typów mogłoby również skorzystać z obecnego wynalazku.PL 208 399 B1. Thus, sorting other types of waste flows could also benefit from the present invention.

Automatyczna kategoryzacja jest istotnym elementem przy konstruowaniu urządzenia z samo kalibrującą i przyjazną dla użytkownika platformą analizującą, przy czym takie urządzenie jest zdolne do kalibracji za pomocą zestawu przedmiotów, które w połączeniu reprezentują rozpraszanie, które może pojawić się podczas pomiaru. W następstwie wielu kompletnych pomiarów próbnych układ postępuje zgodnie z proponowanym kluczem sortowania, który jest interaktywnie oczyszczany przy współpracy z operatorem.Automatic categorization is an essential element in constructing a device with a self-calibrating and user-friendly analysis platform, such device being capable of being calibrated with a set of objects which, in combination, represent the scattering that may arise during the measurement. Following a number of complete test measurements, the system follows a proposed sort key that is interactively cleaned in collaboration with the operator.

Przykłady automatycznej kalibracji zawierają tak zwaną analizę grupowania dokonaną na pięciowymiarowym zestawie danych składających się ze wzorów wstępnych dla Cu, Cr, As, CI i B.Examples of automatic calibration include a so-called clustering analysis performed on a five-dimensional data set consisting of the preliminary formulas for Cu, Cr, As, CI, and B.

Analiza grupowania jest techniką do ustalania wielu punktów w kawałku drewna, przy czym te punkty, które są najbliższe jeden drugiemu są najbliższe w drewnie. Analiza grupowania z góry zakłada, że dla każdego punktu, usytuowanie jest powiązane z n-wymiarową przestrzenią, oraz że ta przestrzeń jest powiązana z kodem odległości, przy czym pojęcie „odległość ma znaczenie. Ta analiza jest dokonana poprzez identyfikację dwóch najbardziej zbliżonych punktów w zestawie danych. Są one zastępowane i tworzą węzeł, do którego przypisane jest położenie połowy odległości. Teraz, węzeł zastępuje dwa oryginalne punkty w zestawie danych. Proces jest powtarzany dopóki pozostanie tylko jeden węzeł.Cluster analysis is a technique for finding multiple points in a piece of wood, with the points closest to one another being the closest in the wood. The pre-clustering analysis assumes that for each point, the location is associated with an n-dimensional space, and that this space is associated with a distance code, the term "distance being significant." This analysis is done by identifying the two closest points in the data set. They are replaced and form a node to which the half distance position is assigned. Now, the node replaces the two original points in the dataset. The process is repeated until only one node remains.

Claims

A system for automatic sorting of items, which comprises a conveyor mechanism for feeding at least one item to the sorting device, and a sensor device having a positioning whereby items conveyed by the conveyor mechanism are disposed within the measuring space, with the sensing device and the device The sorting device is a combined classifier receiving an electrical sensing signal from the sensing device and emitting a control signal to the sorting device for sorting the items carried, characterized in that the sensing device (302), the operation of which is based on the Instant Gamma-Neutron Radiation Activation Analysis ( PGNAA), includes a neutron emission source (2) and a neutron retarder (4) surrounding the neutron source (2) and measurement space (6), and a detector (8) located in the measurement space (6) for detecting gamma radiation emitted by the objects ot (308) under the action of a neutron flux of a given distribution energy, and to generate an electrical signal (306) based on the detected object radiation (308), the signal (306) being the basis for the generated control signal (307).

2. The system according to claim A device according to claim 1, characterized in that the sensor device (302) comprises a gamma ray shield (3) and / or a diaphragm situated between the neutron source (2) and the measurement space (6) and / or between the detector (8) and the measurement space (6). (10) neutrons.

3. The system according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that the sensor device (302) comprises a gamma shield (5) arranged around the neutron source (2) whereby direct gamma radiation from the neutron source (2) to the detector (8) is minimal.

4. The system according to p. The method of claim 1, wherein the system is a liquid waste sorting system.

5. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that it is a non-contact object detection system (308).

6. The system according to p. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the basis for estimating the amount of sample material in the measuring space (6) is the gamma radiation of the hydrogen, aluminum, silicon and iron element present in the sample material in a known concentration.

7. The system according to p. The method of any of the preceding claims, characterized in that originally in the sensor device (302) the retarder is carbon material.

8. The system according to p. The classifier as claimed in claim 1, wherein the classifier (303) comprises means for computing weighting factors of multiple weight sums determined by multivariate data analysis, calibration or iterative method, the improved set of weighting factors being the result of an incremental cleaning, and the system is further adapted to obtain measurements of objects with known classification.

PL 208 399 B1

The system according to p. The method of claim 8, characterized in that the control signal (307) of the classifying unit (303) is based on weighting signals and a sensor signal (306).

10. The system according to p. The method of claim 1, wherein the grouping analysis is a step in automatically generating a proposal for categorizing sample items based on patterns in the measurement data corresponding to the items.

11. The system according to p. The method of claim 1 or 9, characterized in that the sensor signal (306) comprises a gamma radiation spectrum representing the recorded gamma radiation intensity in a given photon / energy range.

12. The system according to p. The method of claim 1 or 8, characterized in that the basis for the control signal (307) is the difference between the sensor signal (306) and a predetermined reference spectrum obtained from an empty measurement space (6), the control signal (307) being stored in a memory unit ( 403).

Method for automatic sorting of items, in which, before the at least one item is fed to the sorting device, the items are placed in an area of the initially defined measurement space of the sensor device, after which an electrical signal containing the measurement data is sent from the sensor device, which is received in the classifying unit , and then generating and transmitting a control signal to the sorting device by which the conveyed objects are sorted on the basis of the control signal, characterized in that neutrons from the neutron source (2) are emitted from the sensor device (302) and the emitted neutrons by a retarder (4) surrounding the neutron source (2) and measurement space (6) in the sensor device (302), and then detected by Instant Gamma-Neutron Radiation Activation Analysis (PGNAA) using the detector (8 ) sensing device (302), gamma radiation emitted from an object (308) subjected to a neutron flux of a given distribution energy within the measurement space (6), then, on the basis of the signal (306) in the sensor device (302), a signal (306) is generated, and then a control signal (307) .

14. The method according to p. The method of claim 13, characterized in that by using the gamma radiation shield (3) and / or the neutron shield (10) of the sensing device (302) the thermal neutron flow to the detector is minimized, the gamma shield (3) being positioned between the source (2) and the measurement space (6) and / or between the detector (8) and the measurement space (6).

15. The method according to p. The method of claim 13 or 14, characterized in that in the sensor device (302) direct gamma radiation from the neutron source (2) to the detector (8) of a gamma radiation shield (5) disposed around the neutron source (6) is minimized.

16. The method according to p. The method of claim 13, wherein the waste flow is sorted.

17. The method according to p. The method of claim 13, wherein the detection of the object (308) is performed in a non-contact manner.

18. The method according to p. 13. The method according to claim 13, characterized in that the estimation of the amount of sample material in said measuring space (6) is made on the basis of gamma radiation of an element from the group consisting of hydrogen, aluminum, silicon and iron present in the sample material in a known concentration.

19. The method according to p. The method of claim 13, characterized in that mainly carbon material is used as the brake (4) in the sensor device (302).

20. The method according to p. 13. The method of claim 13, wherein the measurements of items (308) of known classification are received, the classification using means for calculating the weighting factors of a plurality of weight sums determined by multivariate data analysis, calibration or an iterative method whereby incremental purification provides an improved set of weighting factors.

21. The method according to p. 20, characterized in that, by means of a classifier (303), a control signal (307) is provided on the basis of signals comprising weighting factors and a sensor signal (306).

22. The method according to p. The method of claim 13, wherein grouping analysis is used as the step in automatically generating a proposal for categorizing the test items based on the pattern in the measurement data corresponding to the test items.

23. The method according to p. The method of claim 13 or 21, wherein the sensor signal (306) comprises a gamma spectrum representing the recorded gamma radiation intensity in a given photon / energy range.

PL 208 399 B1

24. The method according to p. The method of claim 13-23, characterized in that the control signal (307) is provided based on the difference between the sensor signal (306) and a predetermined reference spectrum obtained from an empty measurement space (6) and stored in a memory unit (403).